要使变压器输出更大的功率

要使变压器输出更大的功率 我们希望在电压一定的情况下 圈数要尽可能的少 导线尽可能的粗 这 样才有利于提供较大的电流 输出更大的功率 前者需要较大的磁芯截面积 后者要求较大的磁芯窗口面 积 因此要获得较大的输出功率磁芯尺寸必须够大才行 变压器初级绕组的圈数可用下式来算 N k 10 5 U f Ae Bmax k 为最大导通时间与周期之比 通常取 k 0 4 U 是初级绕组输入电压 V 近似等于直流输入电压 f 是变压器的工作频率 KHZ Ae 是磁芯的截面积 cm2 Bmax 是允许的磁通密度最大变化幅度 G 因此 在一定电压下 增大截面积 Ae 提高工作频率 f 和选择更大的峰值磁通密度 Bmax 都有利于 减少 圈数 提高输出功率 但是 磁芯的损耗 铁损 是按 Bmax 的 2 7 次幂和 f 的 1 7 次幂呈指数增长的 Bmax 还 受磁芯饱和的限制 因此 提高工作频率 f 和选择更大的峰值磁通密度 Bmax 都是有限度的 大多数适合 做开 关电源的铁氧体磁芯频率通常限制在 10 50KHZ 以内 Bmax 限制在 2000G 高斯 以内 一般取 Bmax 1600G 较 为合适 因此 功率主要靠磁芯截面积 Ae 其次靠工作频率 f 控制 但必须明确的是 这种控制关系是间接的而不是直接的 Ae 加大和 f 提高只是表示对同样的电压 允许 绕的圈数更少 只有实际把圈数减少了才能提高功率 如果在同样材料的一个大磁芯和一个小磁芯上 用 一样的导线绕同样的圈数 对同样的输入电压输出功率是基本相同的 同样 如果一个做好的变压器 仅 仅靠改变工作频率 也是不会使输出功率提高的 联想到楼主张伟明的问题 因为变压器已经做好 所以我建议提高输入电压来提高功率 如果从变压 器入手的话 可以尝试把导线适当加粗 同时把频率提高一些 以允许圈数能有所减少 这样就可加大输 出功率 导线加粗受到磁芯窗口面积 Ac 限制 用截面积为 Ad 的导线绕 N 圈 占用的窗口面积为 Awc N Ad k 10 5 U Ad f Ae Bmax 设 初级绕组窗口占用系数为 Sn Awc Ac Ad 用电流 I 有效值 和允许的电流密度 J 表示为 Ad I J 100 Ad 平方厘米 I A 有效值 J A 平方毫米 则上式可写成 Ac Sn k U I 10 3 f Ae Bmax J 或 U I Sn Bmax J f Ae Ac 10 3 k 因为输入功率等于输入电压 U 与电流平均值 k Ip 的乘积 而电流有效值 I 与峰值 Ip 的关系为 Ip 1 58 I 所以输入功率 Pi 1 58 k U I 1 58 Sn Bmax J f Ae Ac 10 3 再乘上效率 Ef 就得到最大输出功率的表达式 Po 1 58 Ef Sn Bmax J f Ae Ac 10 3 可见 功率除了和上面那些有利于圈数减少的因素成正比之外 还与允许导线加粗的 Ac Sn 以及电 流 密度 J 成正比 工程上一般取 Ef 0 8 Sn 0 4 Bmax 1600G J 4A 平方毫米 再考虑到不同电路形式 的 绕组结构不同 故常用下式来估算磁芯的最大输出功率 Po m f Ae Ac 推挽电路 m 3 2 单端正激电路 m 1 6 半桥和全桥 m 4 48 电视机行输出变压器常用的三种 U 型磁芯 U12 U16 U18 的 Ae 与 Ac 乘积分别为 6 12 14 9 30 4 平方厘米 如果频率取 f 20KHZ 采用推挽电路 则可算得这三种磁芯可提供的最大 输出功率为 U12 Po 3 2 20 6 12 548 W U16 Po 3 2 20 14 9 954W U18 Po 3 2 20 30 4 1945W 这种 U 型磁芯窗口面积很大适合高压大功率的场合 但磁路较长 初 次级耦合度较差 漏感大 再次 强调 算出的最大功率只是说明该磁芯的能力 大材小用可以 小材大用就不行了 磁芯选定之后 最大输出功率和工作频率有关 工程上可用下式估算 Po 1 6 f Ae Ac W f 工作频率 KHZ Ae 磁芯截面积 平方厘米 Ac 磁芯窗口面积 平方厘米 对其他电路形式 式中系数 1 6 有所不同 对 EI40 Ae 1 28 Ac 1 5 可算得 当 f 20KHz 时 Po 61W 当 f 24KHz 时 Po 74W 当 f 48KHz 时 Po 148W 绕组的每伏匝数 用下式计算 No 15 6 f Ae 匝 V 若 f